Pada artikel kelas IX ini kita akan membahas tentang penerapan listrik dinamis dan kaitannya dengan kehidupan sehari-hari.

--- 

Bayangin deh kamu lagi buka aplikasi Ruangguru di hp-mu, eh tiba-tiba hp-mu lowbatt. Pas kamu mau charge, tiba-tiba listrik rumahmu padam. Kesel banget kan pasti! Lagi kesel gara-gara hp mati, mainan mobil-mobilan adikmu lewat gangguin kamu. Jadi bertubi-tubi keselnya!

Melewati kekesalanmu (sumber: giphy.com)

Mainan mobil-mobilan yang menggunakan baterai adalah salah satu contoh dari listrik dinamis yang ada di sekitar kita. Sama seperti listrik statis, listrik dinamis juga ada di kehidupan kita sehari-hari Squad. Listrik dinamis yang ada pada mainan mobil-mobilan terletak dalam baterainya. Ketika saklar ON dinyalakan, maka kedua ujung batu baterai yang mengandung muatan listrik akan terhubung dengan motor listrik yang ada pada mobil-mobilan tersebut. Jadi, mobil-mobilannya bisa jalan deh!

Selain mainan mobil-mobilan, senter juga salah satu contoh dari aplikasi listrik dinamis di sekitar kita. Lampu senter bisa menyala dan bersinar karena ada aliran elektron di dalamnya. Listrik dinamis juga ada pada komputer, bor listrik, kulkas, tv, dan barang-barang peralatan rumah tangga yang lain. Sekarang, di kehidupan sehari-hari kita nggak mungkin kalau nggak menggunakan listrik. Betul nggak Squad?

Nah, listrik yang kita gunakan sehari-hari namanya adalah listrik dinamis. Listrik dinamis artinya listrik yang bergerak atau mengalir, atau yang biasa disebut dengan arus listrik.

Kalian penasaran nggak sih apa yang bisa menimbulkan aliran listrik? Nah, kita cari jawabannya sekarang.

 

A. KUAT ARUS LISTRIK

Menjawab pertanyaan di atas, aliran listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak di dalam suatu penghantar. Muatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus penampang dari suatu penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kuat arus listrik.

Sekarang kita persingkat deh. Jadi, kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar tiap satuan waktu. Arus listrik ini bisa dihitung loh Squad. Kuat arus listrik dapat dihitung dengan rumus:

 

 

B. BEDA POTENSIAL (TEGANGAN LISTRIK)

Dalam listrik dinamis juga ada yang disebut dengan beda potensial atau sumber tegangan listrik. Beda potensial adalah banyaknya energi untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lain. Adanya beda potensial ini menyebabkan terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif, serta aliran elektron dari arah sebaliknya. Beda potensial atau tegangan listrik ini dapat dihitung secara matematis dengan rumus:

Beda potensial itu bisa diukur dengan voltmeter Squad. Voltmeter selalu dipasang paralel dengan benda yang akan diukur beda potensialnya. Pelajari juga yuk hubungan antara beda potensial (V) dan kuat arus listrik (I) pada artikel 

C. HAMBATAN LISTRIK (HUKUM OHM)

Bayangkan kamu sedang naik perahu di sebuah sungai. Selama perjalanan, ada masanya kamu mendapati aliran air yang tenang, lembut, dan kamu berlayar tanpa hambatan berarti. Tetapi, ada juga masanya kamu akan menemukan bebatuan serta ranting pohon yang menahan aliran air, sehingga membuat perahumu berjalan lebih pelan. Nah, hal ini sebenarnya berkaitan dengan hambatan listrik dan arus listrik.

Oke, oke, sebelum sampai ke sana. Kita bahas sedikit tentang arus listrik ini. Pada dasarnya, arus listrik adalah arus elektron yang diarahkan berlawanan. Kalau kamu perhatikan pada baterai, misalnya. Kamu pasti memasang kutub positif (+) ke arah negatif (-) 'kan. Ini lah yang dimaksud dengan berlawanan.

Sebelum abad ke-19, para peneliti sebenarnya sudah mampu menghasilkan arus statis dengan menggosokkan beberapa material. Tapi, kemampuan mereka baru sebatas di situ saja. Paling mentok, cuman munculin percikan listrik.

Percikan listrik (sumber: NightHawkInLight via giphy)

 

Mereka belum bisa, tuh, membuat tegangan listrik konstan yang bisa menghasilkan aliran listrik yang stabil.

Sampai kemudian, Georg Simon Ohm, seorang fisikawan asal Jerman, berhasil menemukan hubungan antara hambatan listrik dengan kuat arus dan tegangan.

Dia pun mengeluarkan hukum Ohm yang menghasilkan rumus:

I = V/R

 

Seperti arus di sungai yang penuh ranting, bebatuan, dan hambatan tadi, semakin besar hambatannya (?), maka akan semakin kecil kuat arusnya (A).

Sekarang, lanjutkan perjalanan perahumu. Kamu terus mengayuh dan, sesampainya di ujung sungai, kamu melihat dua bendungan. Pintu bendungan yang satu terbuka lebar, sementara yang lainnya hanya terbuka sedikit.

Bendungan yang airnya mengecil karena pintunya hanya terbuka sedikit (sumber: ruangguru)

 

Bendungan dengan pintu terbuka lebar (sumbernya besar) pasti akan mengeluarkan banyak air. Di sisi lain, bendungan dengan pintu yang terbuka sedikit juga akan mengeluarkan sedikit air.

Baca juga: Penjelasan Hukum I dan II Kirchoff

Inilah kaitan antara beda potensial/tegangan listrik (v) dengan arus listriknya (A).

Semakin besar sumber tegangannya (v), semakin besar kuat arus listriknya (A). Semakin kecil sumber tegangannya, semakin kecil juga kuat arus listriknya.

 

Berbicara mengenai arus listrik, pasti berhubungan dengan “media” pembawanya, dong. Contohnya, kabel yang terbuat dari tembaga dan kawat yang terbuat dari besi. Kedua benda ini, pasti mempunyai hambat jenis yang berbeda.

 

Jika kembali pada konsep “perahu di sungai penuh batu dan ranting”, tentu perahu kita akan lebih sulit berlayar. Sebaliknya, dengan sedikitnya hambat jenis (sungai mulus, hanya aliran air lancar) akan mengurangi nilai hambatan listriknya.

Perahu yang terhambat karena berbagai hambat jenis (sumber: crash course via giphy)

 

Dari situ kita bisa tahu bahwa semakin besar hambat jenisnya (?m), semakin besar juga hambatannya (?).

Sekarang lanjut ke luas penampang ya. Bayangkan perahu kamu sempat melewati dua jenis sungai: sungai yang panjang dan pendek. Keduanya sama-sama tidak ada hambatan. Hanya aliran air tenang dan kosong. Pasti dong semakin panjang sungainya, lama-lama kita akan bete. Bosan. Merasa “terhambat” karena kok kayaknya nggak sampe-sampe. Bandingkan dengan sungai yang pendek. Baru sebentar, eh udah sampai tujuan.

Oleh karena itu, semakin panjang semakin panjang suatu kawat (L), hambatan listriknya (?) pun akan semakin besar juga.

Yuk lanjutkan perjalananmu.

Sekarang, semakin lama kamu berlayar, kamu mulai menyadari bahwa... lebar sungai tersebut semakin besar.

Apa perasaan kamu? Takut? Atau malah lega?

Pada umumnya, seseorang merasa lebih "senang" dan lega mendapati hal tersebut. Kita justru akan merasa lebih “terhambat” dengan kondisi sungai yang sempit. Apalagi kalau di sungai tersebut banyak perahu lain yang ikut berlayar. Kamu akan jadi lebih susah bergerak, dan lama sampai ke tujuan.

Lebar sungai membesar, hambatan mengecil (sumber: giphy.com)

 

Itu artinya, semakin besar luas penampangnya (A), maka hambatannya (?) akan semakin kecil.

Gimana? Akhirnya selesai juga perjalananmu. Ternyata mudah juga ya mempelajari hambatan listrik dan hukum ohm lewat analogi perahu ini. Masalahnya, Ohm hanya mengungkapkan hambatan yang bersifat konstan.

Lalu bagaimana untuk hambatan yang sifatnya tidak konstan?

Coba kamu ingat-ingat pengalaman pahit kamu dengna laptop yang kamu gunakan. Mungkin banyak di antara kita yang terlalu lama menggunakan laptop, lalu tiba-tiba laptopnya ngehang karena panas. Nah, hambatan tidak konstan, kurang lebih seperti itu. Rumusnya kayak gini:

Ya, hambatan itu ada kaitannya dengan suhu. Seperti yang tadi kita bahas, suhu laptop yang panas, seringkali membuat dia nge-hang dan tidak bekerja. Itu artinya, hambatan si laptop bertambah karena pengaruh panas.

Nah, itu tadi pembahasan kita tentang hambatan listrik.